Il nodo equipotenziale nei locali a uso medico

Spesso qui in casa editrice capita di chiacchierare con le colleghe dei libri che abbiamo in catalogo e da una discussione nata di recente con Alessia Di Giovanni, la nostra editor, ho scoperto che in passato abbiamo avuto un testo che trattava della sicurezza nelle sale operatorie a bordo delle navi! Che cosa curiosa, non è vero? Certo che il lavoro di chi prepara attrezzature e impianti elettrici a uso medico deve essere davvero delicato… così ho deciso di scrivere un articolo sulla prevenzione del rischio elettrico nei locali a uso medico soffermandomi in particolare sull'equipotenzialità.

Equipotenzialità

Prima di parlare del nodo equipotenziale nei locali a uso medico, approfondiamo il concetto di equipotenzialità. La norma CEI definisce equalizzazione del potenziale il provvedimento protettivo che mediante un collegamento elettrico tra le masse e/o le masse estranee accessibili in un locale, o in un gruppo di locali, fa sì che le stesse assumano il medesimo potenziale.

Chiaramente, per massa si intende la parte conduttrice di un componente elettrico, che può essere toccata e che non è in tensione in condizioni ordinarie, ma che può andare in tensione in condizioni di guasto, mentre per massa estranea si intende una parte conduttrice non facente parte dell'impianto elettrico in grado di introdurre un potenziale, generalmente il potenziale di terra.

Esempi di masse estranee sono gli elementi metallici facenti parte di strutture di edifici, le condutture metalliche di gas, acqua, per riscaldamento, aria condizionata, finestrature metalliche, le strutture per reggere il cartongesso delle pareti eccetera. L'importanza dell'equipotenzialità fra tutte le parti conduttrici, a cui il paziente può accedere direttamente o indirettamente, deriva dal rischio elettrico al quale possono essere sottoposti i pazienti in caso di contatti indiretti, ovvero per il contatto con una parte conduttrice, facente parte dell'impianto elettrico o degli apparecchi utilizzatori, comunque accessibile (o perché a portata di mano o perché può essere toccata nell'uso ordinario) funzionalmente non sotto tensione, ma che può andare in tensione, generalmente per il cedimento dell'isolamento principale.

Il contatto elettrico è tra l'altro un aspetto tra i più importanti della sicurezza dell'impiantistica elettrica, in quanto esso non rappresenta la causa di gran lunga più frequente degli incidenti elettrici. I rischi elettrici, ai quali possono essere sottoposti i pazienti di un locale a uso medico, in caso di contatti indiretti, sono schematizzati nelle due definizioni ormai ben note, macroshock e microshock. L'importanza dell'equipotenzialità fra tutte le parti conduttrici - a cui il paziente può accedere direttamente o indirettamente - deriva dalle considerazioni che si possono fare in tema di microshock. Se infatti sono pericolose, in certe condizioni, correnti dell'ordine di 10 μA significa che, supponendo una resistenza del corpo umano di 1.000 Ω sono pericolose differenze di tensione dell’ordine di 10 mV.

Nodo equipotenziale nei locali a uso medico

Per limitare al massimo queste differenze, si rende indispensabile l'equipotenzialità, ovvero la realizzazione del nodo equipotenziale nei locali a uso medico a cui si collegano tutti i conduttori di protezione e i conduttori equipotenziali di masse e masse estranee ad altezza minore di 2,5 metri. Ciò permette di ridurre al minimo il passaggio di correnti pericolose attraverso il corpo umano nel caso in cui questo venga in contatto con masse e/o masse estranee.

Poiché è considerato impossibile il pericolo di contatto del paziente con elementi posti al di sopra di 2,5 m dal piano di calpestio, non vi è l’obbligo di equalizzazione per tali masse/masse estranee. È necessario, comunque, controllare con attenzione che l’altezza suddetta sia effettiva in qualunque condizione d’uso: ad esempio, la lampada scialitica e i pensili porta-apparecchiature sono fissati al soffitto, ma nel normale uso si trovano a un’altezza inferiore e, pertanto, devono essere equalizzati. In ogni caso, le masse (ad esempio, quelle degli apparecchi di illuminazione) devono essere comunque connesse all’impianto di terra secondo le prescrizioni della norma CEI 64-8.

In particolare, devono essere collegate al nodo equipotenziale:

1. le tubazioni metalliche presenti nel locale (acqua fredda/calda, scarichi, gas medicali, condizionamento, ecc.)
2. le parti metalliche, come telai e montanti (escluse le parti mobili su di esse montate, quali le ante di porte e finestre), il basamento del tavolo operatorio fisso, ecc., se fissate alla struttura.

In generale, invece, non devono essere collegati al nodo equipotenziale o all’anello:

1. mobili metallici (senza componenti elettrici)
2. parti metalliche degli arredi.

L’equalizzazione del potenziale è richiesta in tutti i locali adibiti a uso medico di gruppo 1 (figura 1) e gruppo 2 (figura 2).


Il nodo equipotenziale è realizzabile, ad esempio, con una barretta di rame (40-50 mm2 di sezione) con più fori (uno per ogni conduttore che vi è connesso), collegata all’impianto generale con un conduttore di sezione almeno pari alla sezione più elevata dei conduttori collegati al nodo. A tale nodo devono essere collegati in modo visibile, con possibilità di disinserzione e di permanente accessibilità tutte le masse (conduttori di protezione – PE):

• le masse estranee (conduttori equipotenziali – EQ) che si trovano a un’altezza inferiore a 2,50 m
• i conduttori di protezione collegati alle masse che si trovano a un’altezza inferiore a 2,5 m
• i conduttori di protezione collegati agli alveoli di terra delle prese a spina
• le strutture metalliche e i ferri di armatura del fabbricato, quando possibile
• i morsetti di equipotenzialità degli apparecchi elettromedicali
• schermi, se installati, contro le interferenze elettriche
• eventuali griglie conduttrici nel pavimento (il collegamento può essere evitato nel caso in cui, a causa dello stesso, si formi una spira verso terra)
• l’eventuale schermo metallico del trasformatore di isolamento.

Tutti i conduttori di cui sopra, giunzioni comprese, devono avere una resistenza fra il nodo equipotenziale e i morsetti previsti per il conduttore di protezione delle prese a spina e degli apparecchi utilizzatori fissi o per qualsiasi massa estranea non superiore a 0,2 Ω per i locali a uso medico di gruppo 2. Nessun limite di resistenza è imposto nei locali a uso medico di gruppo 1. Nei locali di gruppo 2 il paziente è in condizioni elettriche più critiche che nei locali di gruppo 1 e bisogna quindi limitare la differenza di potenziale alla quale può essere soggetto. Questa differenza di potenziale corrisponde alla caduta di tensione sul conduttore di protezione tra l’apparecchio guasto e il nodo equipotenziale.

Il limite di 0,2 Ω si riferisce al collegamento tra il nodo e la massa estranea, o il contatto della presa o il morsetto di terra dell’apparecchio fisso, inclusa la resistenza delle connessioni. La sezione dei conduttori equipotenziali che collegano le masse estranee deve essere di almeno 6 mm2. Il nodo deve essere collegato al conduttore di protezione PE. Il nodo equipotenziale deve essere posto entro o vicino al locale a uso medico e deve essere collegato al conduttore principale di protezione, con un conduttore di sezione almeno equivalente a quello del conduttore di sezione più elevato collegato al nodo stesso. Le connessioni devono essere disposte in modo che esse siano chiaramente identificabili e accessibili e in grado di essere scollegate individualmente. Non è ammesso collegare due conduttori allo stesso morsetto.

Sebbene i conduttori di protezione ed equipotenziali debbano confluire direttamente al nodo equipotenziale, è tuttavia consentito inserire un nodo intermedio (sub-nodo) tra una massa o massa estranea e il nodo equipotenziale, potendo il sub-nodo unire tra di loro masse, masse estranee, masse e masse estranee pur con il limite di un solo sub-nodo tra il nodo equipotenziale e una massa o massa estranea. La sezione del conduttore deve essere almeno uguale a quella del conduttore di sezione più elevata collegato al sub-nodo. Nello stesso locale si possono avere anche più nodi intermedi purché sia rispettato quanto innanzi detto.

Nei locali di gruppo 2 può essere collegata al sub-nodo anche la massa di un apparecchio alimentato direttamente dalla rete e non dal sistema IT-M. Qualora esistano locali da bagno collegati funzionalmente al locale di gruppo 1 e ordinariamente utilizzati dal paziente, devono essere anch’essi equipotenzializzati tramite il nodo locale.

Nei locali in cui si assume la tensione di contatto massima UL = 25 V, una parte metallica non facente parte dell’impianto elettrico è da considerarsi massa estranea, se presenta verso terra un valore di resistenza RT < 200 Ω. Nei locali a uso medico in cui è obbligatorio il nodo equipotenziale, i conduttori equipotenziali EQ devono avere una sezione nominale di almeno 6 mm2, mentre i conduttori di protezione PE devono essere dimensionati secondo la norma CEI 64-8.

Tutti i conduttori EQ e PE devono avere una resistenza non superiore a 0,2 Ω, comprendendo le resistenze di contatto dovute alle connessioni, ed essere chiaramente identificabili al nodo equipotenziale. Questa resistenza deve essere misurata con tensione a vuoto compresa tra 4 e 24 V e corrente di 10 A alternata o continua. Gli apparecchi elettrici (ad esempio i telefoni), le cui masse non sono collegate al nodo equipotenziale del locale, devono essere allontanati dall’ambiente circostante il paziente (ad esempio, > 1,5 m in orizzontale dal tavolo operatorio) in modo da evitare a questi il rischio di contatto accidentale diretto o indiretto attraverso un operatore.

Nei locali di gruppo 2 ovvero di sorveglianza o terapia intensiva, di anestesia e di chirurgia o assimilati, una parte metallica non facente parte dell’impianto elettrico è da considerarsi massa estranea se presenta verso terra un valore di resistenza RT < 0,5 MΩ, valore che si stabilisce non pericoloso per il microshock. Se la resistenza è inferiore a 0,5 MΩ, ipotizzando che le masse possano assumere per un tempo indefinito una tensione UL = 25 V e che il paziente tocchi una massa e una parte metallica che presenti un collegamento naturale verso terra, distinto dall’impianto di terra, egli sarebbe attraversato da una corrente superiore a:


per lui molto pericolosa. Collegando la parte metallica (massa estranea) al nodo, il pericolo scompare non essendoci più differenza di potenziale. Si può misurare la resistenza, per stabilire se è maggiore o minore di 0,5 MΩ, mediante un misuratore di isolamento con tensione di prova di 500 V in c.c., inserito tra la parte metallica e l’impianto di terra (nodo di terra, nodo equipotenziale, alveolo di terra di una presa, ecc.) (figura 4.18). Negli altri locali di gruppo 2 e nei locali di gruppo 1 il limite di resistenza è 200 Ω. Infatti, per valori superiori, una parte metallica non è più considerata massa estranea poiché si applica la curva di sicurezza in condizioni particolari (UL = 25 V) secondo la norma generale sugli impianti. Sebbene la curva di sicurezza in condizioni particolari non sempre corrisponda alle condizioni del paziente, essa è stata ugualmente utilizzata dalla norma per la protezione del paziente stesso.

Nei locali a uso medico di gruppo 0 si applicano le regole generali e dunque non è richiesto alcun collegamento equipotenziale supplementare.

Realizzazione dell'impianto elettrico per studio medico

Per la realizzazione dell’impianto elettrico nei locali a uso medico è necessario osservare sia le prescrizioni generali della norma CEI 64-8 che quelle specifiche della sezione 710 riportate nella parte settima. La guida Impianti elettrici nelle strutture sanitarie di Armando Ferraioli, da cui ho tratto queste informazioni per condividere questo articolo (un doveroso grazie all'autore!), fornisce tutti i dettagli a riguardo con non solo una parte teorica e pratica ben approfondita ma anche tanti schemi di impianti elettrici che facilitano il lavoro dell'impiantista.

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